十年高考2010-2019年之高三物理真题精选分类汇编专题17选修4光学原卷版

1、专题17、选修3-4光学（2010-2019）题型一、物理光学1.题型二、几何光学3.题型三、光学实验1测量玻璃的折射率8.题型四、光学实验2光的干涉1.0题型一、物理光学1. （2014天津）一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、b两束，如图所示，则a、b两束光（）A.垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间比b光长B.从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的小C.分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小D.若照射同一金属都能发生光电效应，b光照射时逸出的光电子最大初动能大2. （2014浙江）关于下列光学现象，说法正确的是（）A.水

2、中蓝光的传播速度比红光快B.光从空气射入玻璃时可能发生全反射C.在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽3. （2014福建）如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是（）4. （2015全国2）如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为以经折射后射出a、b两束光线，则（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分,选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B.在真空中，a光的波长小于

3、b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使。角逐渐变大，则折射光线a首先消失E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距5. （2015重庆）虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如题11图1所示.M、N、P、Q点的颜色分别为A。紫、红、红、紫B.红、紫、红、紫C.红、紫、紫、红D.紫、红、紫、红6. （2015福建）如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为从M

4、该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb,。则（）A.Za<b,na>nb,B.?a>?b,na<nb,C.?a<Zb,na<nbD.a>b,na>nb7. （2012四川）ab两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光束如图所示。用ab两束光（）A.先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光是横波B.先后照射某金属，a光照射时恰能逸出光电子，b光照射时也能逸出光电子C.从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若b光不能进入空气，则a光也不能进入空气D.从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面,a光的反射角比b

5、光的反射角大8. （2011四川）下列说法正确的是A.甲乙在同一明亮空间，甲从平面镜中看见乙的眼睛时，乙一定能从镜中看见甲的眼睛B.我们能从某位置通过固定的任意透明介质看见另一侧的所有景物C.可见光的传播速度总是大于电磁波的传播速度D.在介质中光总是沿直线传播题型二、几何光学9. （2019全国3）如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，/A=90°,/B=30°。一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出。（i）求棱镜的折射率；（ii）保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。求此时AB边上入射角的正弦。10. （201

6、9全国1）如图，一般帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m。距水面4m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53。（取sin53=0.8）。，4已知水的折射率为一3（1）求桅杆到P点的水平距离;（2）船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45。时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。11. （2018全国3）如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“图中O点），然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上。D位于AB边上，过D点做AC边的垂线交AC于F。该

7、同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察。恰好可以看到小标记的像；过O点做AB边的垂线交直线DF于E；DE=2cm,EF=1cm。求三棱镜的折射率。（不考虑光线在三镜中的反射）12. （2018全国2）如图，是一直角三棱镜的横截面，0*,£8=60,一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出。EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中点。不计多次反射。（i）求出射光相对于D点的入射光的偏角；（ii）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围?13. （2017全国1）如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为

8、2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行（不考虑多次反射）。求该玻璃的折射率。反射膜14. （2017全国2）一直桶状容器的高为21,底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。15. （2017全国3）如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO表示光轴（过球心O与半球底面垂直

9、的直线）。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）。求：（1）从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；（2）距光轴R的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。316. （2014山东）如图所示，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角i入射，第一次到达AB边恰好发生全反射.已知0=15°,BC边长为2L,该介质的折射率为.求：（i）入射角i;（ii）从入射到发生第一次全反射所用的时间（设光在真空中的速度为c,可能用到：sin75=4或tan1

10、5=2-.17. （2014全国2）一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面，在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上，已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线（不考虑反射），求平板玻璃的折射率.18. （2014全国）1个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示.玻璃的折射率为n=.（i）一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？（ii）一细束光线在O点左侧与O相距2r处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置

11、.19. （2015海南）一半径为R的半圆形玻璃砖，横截面如图所示。已知玻璃的全反射临界角r（r<一）。与3玻璃砖的底平面成（一r）角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上。经柱面折射2后，有部分光（包括与柱面相切的入射光）能直接从玻璃砖底面射出。若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，求底面透光部分的宽度。20. （2012山东）如图所示，一玻璃球体的半径为R,O为球心，AB为直径。来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB,另一光线BN恰好在N点发生全反射。已知ABM30，求玻璃的折射率。球心O到BN的距离。21. （2012全国2）一玻璃立方体中心有一点状光源。今

12、在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为J2,求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。22. （2011全国）一半圆柱形透明物体横截面如图所示，地面AOB镀银，（图中粗线），O表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点的入射，经过AB面反射后从N点射出，已知光线在M点的入射角为30,MOA=60,NOB=30。求（i）光线在M点的折射角（ii）透明物体的折射率23. （2011山东）如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角/AOB=60°。一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于

13、OB。求介质的折射率。折射光线中恰好射到M点的光线（填能”或不能”）发生全反射。题型三、光学实验1测量玻璃的折射率24. （2019天津）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。下列哪些措施能够提高实验准确程度A.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是O为圆心作圆，与入射光线、（3）现测定长金属丝的电阻率。该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹

14、，以入射点折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻25.（2014北京）以往，已知材料的折射率都为正值（n>0）.现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（n<0），称为负折射率材料.位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然?t足sin；：n,但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）.现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入,过该材料的传播路径的示意图是卜表面射出.若该材料对此电磁波的折射率n=1,正确反映电磁波穿CD题型四、光学实验2光的干涉26.（2019全国2）某同学

15、利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题:（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可;A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更小的双缝（2）若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为1,测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Ax,则单色光的波长入=;（3）某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm,测得屏与双缝间的距离为1.20m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm。则所测单色光的波长为nm（结果保留3位有效数字）。27.（2017全国卷2）在

16、双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是。A,改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝的位置移动E.将光源向远离双缝的位置移动28. （2019北京）利用图1所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。下列关于P处放置的光学元件说法正确的是（）光屏pI光源IM*一，一一-J圉1"IIHIIIEllllll甲乙年A.甲对应单缝，乙对应双缝B.甲对应双缝，乙对应单缝C.都是单缝，甲对应的缝宽较大D.都是双缝，甲对应的双缝间距较大29. （2018北京）用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后（）A.干涉条纹消失B.彩色条纹中的红色条纹消失C.中央条纹变成暗条纹D.中央条纹变成红色30. （2014江苏）某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到题12B1（甲）图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如题12B1（乙）图所示.他改变的实验条件可能是.A.减小光源到单缝的距离B.减小双缝之间的距离C.减小双缝到光屏之间的距离D,换用频率更高的单色光源31. （2014全国）在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589